Das RF-LCR-Messgerät Chroma 11090-030 bietet Hochfrequenzmessungen und Bewertungslösungen für passive Komponenten, z. B. SMD-Chip-Induktoren und RF-Filter. Mit einer Testfrequenz von max. 300 MHz deckt dieses Instrument nicht nur die wachsende Nachfrage nach nominellen Frequenzprüfungen von Komponenten ab, wie POL oder kleine DC-DC-Wandler, sondern spricht auch Qualitätsanomalien an, die nur bei extrem hohen Frequenzen erkannt werden können. Außerdem erfüllt es die üblichen Anforderungen an 100-MHz-Impedanzprüfungen für Komponenten wie EMV-Filter und Ferritperlen.
Diese Lösung umfasst Messparameter wie Z, θz, Y, θy, R, X, G, B, Ls, Lp, Cs, Cp, Rs, Rp, D, Q und andere primäre und sekundäre Parameter, die für die Prüfung von unterschiedlichen passiven Komponenten erforderlich sind. Der breite Testfrequenzbereich zwischen 100 kHz und 300 MHz im Verein mit der Technologie zur RF-Strom-Spannungsumwandlung ermöglicht einen breiteren Impedanzmessbereich als Netzwerkanalysatoren und einen höheren Frequenzmessbereich als die Technologie für Brücken mit automatischem Abgleich. Dadurch eignet es sich für die Analyse der Kennlinien von passiven Komponenten bei unterschiedlichen Frequenzen mit Hilfe von F&E- und Qualitätssicherungseinheiten. Außerdem erzeugt der extrem rauscharme Signalgenerator des Instruments mit niedrigen Oberschwingungen ein Messsignal hoher Qualität, wodurch sich die Genauigkeit der Impedanzprüfungen verbessert.
Der 11090-030 besitzt eine grundlegende Genauigkeit von 0,8 %, sodass er äußerst stabile und zuverlässige Messergebnisse gewährleistet. Dank der schnellen Messgeschwindigkeit von 0,5 ms lässt sich die Produktionseffizienz deutlich steigern, wenn das Gerät in einem automatisierten Umfeld eingesetzt wird. Die SMD-Testvorrichtung ist mit verschiedenartigen SMDs kleiner Größe kompatibel und nutzt eine verbesserte Methode zur Ingangsetzung durch Hinunterdrücken, die eine Drehung um 90 Grad erlaubt und nur drei Schritte erfordert, um den Prüfling (DUT) zu wechseln (die eigentliche Prüfung dauert ungefähr 40 Sekunden). Dadurch beschleunigt sich die Testgeschwindigkeit, indem sich die Zeit zum Wechseln unterschiedlich großer Prüflinge (DUTs) verringert und wiederholte Neumontagen von Geräteführungen bei geringerer Abnutzung und niedrigeren Wartungskosten entfallen.
Mit Hilfe seines umfassenden Designs und seiner leistungsstarken, funktionalen Verbesserungen bietet der Chroma 11090-030 eine komplette Testlösung für die Produktcharakterisierung, schnelle Prüfungen in automatisierten Produktionsanlagen sowie verschiedenartige Anwendungen für Warenein- und -ausgangsinspektionen
Kleine Leistungsinduktoren hoher Frequenz gehören meistens zum metallgeformten Typ. Allerdings können Anomalien, z. B. ① magnetisches Material mangelhaften Ursprungs (grobkörniges Metallpulver/fehlerhafter Eisenoxidbelag), ② teilweise beschädigter Oxidbelag nach Impuls-Wicklungsprüfung oder ③ Beschädigung der mit Emaillelack versehenen Spulenisolation, die zu einem direkten Kontakt mit dem magnetischen Material führt, zu einem insgesamt herabgesetzten Qualitätsfaktor (Q) führen, sodass die Teile während nachfolgender Nutzung anfällig für Überhitzung sind. Bei Prüfung auf diese drei Anomalietypen unter nominellen Frequenztestbedingungen wird der Q-Wert aufgrund der niedrigen Impedanz des Induktors maßgeblich vom Kontaktwiderstand der Sonde beeinflusst . Durch Erhöhung der Testfrequenz zur Anhebung der Impedanz und Herabsetzung der Auswirkung des Kontaktwiderstands der Sonde kann die Erkennungsrate von Anomalien im magnetischen Material und in der Drahtleiterisolation verbessert werden. Diese Methode wird weitläufig in der Induktorindustrie eingesetzt.
Die Oberflächen der meisten für Induktoren verwendeten magnetischen Metallpulver sind mit einem Oxidbelag versehen, um foucaultsche Stromverluste aufgrund von hochfrequentem Wechselstrom (AC) zu mindern, sodass sich der nutzbare Frequenzbereich bei Reduzierung von Leistungsverlusten und Wärme wiederum ausdehnt. Obwohl Nutzer die Pulverkörnung und die Integrität der komprimierten Formgebung und Sinterung des Oxidbelags nicht anhand des äußeren Erscheinungsbilds bestimmen können, lassen sich diese Eigenschaften mittels hochfrequenter Prüfung effektiv unterscheiden.
Abbildung 1 zeigt eine Ersatzschaltung hoher Frequenz für einen Induktor sowie die Formel für die Beziehung zwischen Induktivität (Ls) und Q. Es ist in der Industrie üblich, einen Ls-Wert dicht an der Eigenresonanzfrequenz (SRF) zu verwenden, um zuvor beschriebene, qualitative Anomalien zu erkennen. Dies ist im Wesentlichen eine Überprüfung, ob der Q-Wert niedrig ist, während zugleich eine Auswirkung des Kontaktwiderstands vermieden wird. Normale Induktoren haben aufgrund von Streukapazität einen höheren Ls-Wert dicht an ihrer SRF, während fehlerhafte Produkte aufgrund von deutlich reduzierten Q-Werten einen niedrigeren Ls-Wert aufweisen, wodurch ein übermäßiger Verlust auftritt. Der breite Testbereich von 100 kHz bis 300 MHz des Chroma 11090-030 erfüllt die zweifachen Testanforderungen von bemessenem Ls/Q und hochfrequentem Ls-Wert, sodass er die Produktionserfordernisse für derartige Induktoren abdeckt. Das Prüfgerät eignet sich auch für F&E, Qualitätssicherung und Anwendungsfälle von generellen Induktoren.
▲ (Abbildung 1) Ersatzschaltung hoher Frequenz für Induktor und Ls-Q-Formel
▲ (Abbildung 2) Mustermessungen und erläuternde Kurven
Der Chroma 11090-030 bedient sich der RF-IV-Messmethode, um die Spannung und den Strom des Prüflings ((DUT) zu messen. Verglichen mit herkömmlichen Netzwerkanalysatoren bietet der 11090-030 genauere Messungen über einen breiten Impedanzbereich (100 mΩ bis 5 kΩ), sodass Induktivitätswerte von selbst nur wenigen nH gemessen werden können. Außerdem ist der breite Frequenzbereich (100 kHz bis 300 MHz) des 11090-030 auf Prüflinge (DUTs) zugeschnitten, die Tests mit zwei Frequenzen erfordern und dabei hunderte von kHz- und MHz-Stufen umspannen, sodass der Einsatz separater Testanlagen in mehreren Sets oder Stationen nicht mehr erforderlich ist, wodurch sich Anschaffungskosten reduzieren lassen.
▲ Messzeit langsam, Prüfsignal von 1 dBm, durchschnittliche Anzahl an Durchführungen ≧ 8 bei 23 °C.
Hinweis 1. Durchschn. = 8, Osz. = 1 dBm, Kalibrierung wird durchgeführt (bei 23 ± 5°C)
Hinweis 2. Freq. = 100 MHz, Durchschn. = 8, Osz. = 1 dBm, Kalibrierung wird durchgeführt (bei 23 ± 5°C)
Hinweis 3. Freq. = 1 MHz, Durchschn. = 8, Osz. = 1 dBm, Kalibrierung wird durchgeführt (bei 23 ± 5°C)
Funktion zur Lenkung von Kalibrierung/Ausgleich
Eine genaue Kalibrierung (OFFEN/ KURZ/ LAST) ist entscheidend bei RF-LCR-Messungen. Jegliche Fehler oder Auslassungen im Kalibrierungsablauf können zu ungenauen Ergebnissen führen. Der 11090-030 verfügt über eine gelenkte Kalibrierungs-/Ausgleichmethode, die Fehler in diesem komplexen Vorgang aussondert. Das nutzerfreundliche, gelenkte Kalibrierungsverfahren verringert das Risiko, dass Schritte ausgelassen werden, verfügt über eine grafische Orientierungshilfe, um Fehler bei der Wahl von Standardkomponenten auf einem Minimum zu halten, und es zeigt Nutzern, die den Kalibrierungsablauf abgeschlossen haben, entsprechende Darstellungen an.
▲ Menü für Kalibrierung/Ausgleich
▲ Menü für Kalibrierung
▲ Menü für Ausgleich
Kontaktprüfung mit Rdc von magnetischen Komponenten
SMD-Komponenten, die RF-LCR-Messungen unterzogen werden, sind normalerweise sehr klein, wobei die Bestimmung der Qualität des Kontakts mit Testvorrichtungen oder in automatisierten Tests eine Herausforderung darstellt. Der 11090-030 besitzt eine Funktion zur Kontaktprüfung von magnetischen Komponenten, die mit dem Gleichstromwiderstand Rdc arbeitet. Da Rdc ein Parameter ist, der nicht kalibriert zu werden braucht und den Kontakt von magnetischen Komponenten (Induktoren, EMV-Filter, Perlen) auf direktestem Weg bestätigt, ist diese Funktion dabei behilflich, Fehler in Fertigungsanlagen genauer auszusortieren und fehlerhafte Produkte effizienter zu klassifizieren.
Funktion zum Vergleich und zur Klassifizierung mit mehreren Parametern
Bei der RF-Prüfung geht es um die Bestimmung der Qualität von Waren oder der Defekte auf unterschiedlichen Frequenzebenen, die aufgrund unterschiedlicher Parameter, absoluter Werte, prozentualer Anteile, Fokus auf primäre und sekundäre Parameter sowie hoher/niedriger Wertungsmethoden variieren könnte. Der Chroma 11090-030 bietet ein äußerst flexibles Tabellenformat mit bis zu 13 Depots, von denen ein jedes vier Grenzwerte aufweist. Bedingungen wie Frequenz- und Messparameter können in jeder Spalte individuell eingestellt werden, sodass der 11090-030 verschiedenartige Sequenzieranforderungen erfüllen kann, einschließlich unterschiedlicher Parameter bei unterschiedlichen Messfrequenzen.
Mehrpunktetest und Kurvenzeichnung mit bis zu 401 Punkten
RF-Komponenten erfordern, dass sich die Analyseparameter von Frequenzgängen quer über mannigfaltige Frequenzebenen oftmals ändern. Die Funktion zur Mehrpunktemessung des 11090-030 mit bis zu 401 einstellbaren Punkten stellt Nutzern detaillierte und präzise Messwerte bereit. Es bietet die Wahl von Mehrpunktelisten und die grafische Darstellung von Kennlinienkurven, wodurch das Personal für Produktionstests und -analysen in der Lage ist, ein rasches Verständnis von den Frequenzeigenschaften der Komponenten zu erlangen.
▲ Mehrpunkteliste
▲ Simultane grafische Darstellung mehrerer Parameterkurven
▲ Grafische Darstellung einer einzelnen Parameterkurve
Eindeutige und geführte Betriebsvorgänge
Mit Hilfe eines auf Berührung reagierenden, vollfarbigen LCD-Displays hoher Auflösung zeigt der 11090-030 klar die Ergebnisse und Einstellungen mehrerer Parametertests, Vergleichs- und Sortierergebnisse sowie Abweichungen von den Bezugswerten. Leicht identifizierbare Symbole weisen den Instrumentenstatus aus und bieten eine Orientierungshilfe für rasche Betriebsvorgänge, sodass Nutzbarkeit und umfassende Informationen den Nutzern zur Verfügung stehen.
Patent TW M621845 / CN 216013502U
SMD-Komponenten gibt es in verschiedenartigen und winzigen Ausführungen, sodass extrem präzise Sondermaterialien für die Positionierung erforderlich sind. Allerdings müssen beim Auswechseln der Größen oftmals die Geräteführungen neu montiert werden. Dies kostet nicht nur Zeit, sondern birgt auch das Risiko, dass teure Komponenten und Ausgleichscheiben beschädigt werden. Die SMD-Testvorrichtung ist mit verschiedenartigen SMDs kleiner Größe kompatibel und nutzt eine verbesserte Methode zur Ingangsetzung durch Hinunterdrücken, die sich um 90 Grad drehen lässt und nur drei Schritte erfordert, um den Prüfling (DUT) zu wechseln (die eigentliche Prüfung dauert ungefähr 40 Sekunden). Dadurch beschleunigt sich die Testgeschwindigkeit, indem sich die Zeit zum Wechseln unterschiedlich großer Prüflinge (DUTs) verringert und wiederholte Neumontagen von Geräteführungen entfallen, wodurch auch die Abnutzung gemindert wird und Wartungskosten gesenkt werden.
Das 11090-030 bietet eine umfassende Auswahl an Schnittstellen, u. a. Schnittstellen für die Einstellung der Messbedingungen, Auslösung der Messmaßnahmen, Ermittlung der Messergebnisse und Erfassung der Messdaten. Die Speicherschnittstellen LAN, GPIB, USB (B-Type), RS-232 und USB (A-Type) sind alle enthalten. Über die Handler-Schnittstelle können Messungen ausgelöst und Beurteilungsergebnisse exportiert werden.
▲ Hinweis: Der USB-Anschluss kann nicht zum Aufladen einer Powerbank, eines Mobiltelefons oder von Geräten, deren Strombedarf höher als 0,5 A ist, verwendet werden
